Tenaga yang Disimpan dalam Kondenser

Apabila kapasitor dihubungkan ke sebuah bateri, muatan berasal dari bateri dan disimpan dalam pelat kapasitor. Namun proses penyimpanan energi ini berlangsung secara bertahap.
Pada awalnya, kapasitor tidak memiliki muatan atau potensi. iaitu V = 0 volt dan q = 0 C.

Sekarang pada masa penghidupan, tegangan bateri penuh tegangan akan jatuh di seberang kapasitor. Muatan positif (q) akan datang ke pelat positif kapasitor, tetapi tidak ada kerja yang dilakukan untuk muatan pertama (q) ini datang ke pelat positif kapasitor dari bateri. Ini kerana kapasitor tidak memiliki tegangan sendiri di antara platnya, melainkan tegangan awal disebabkan oleh bateri. Muatan pertama menghasilkan sedikit tegangan di antara plat kapasitor, kemudian muatan positif kedua akan datang ke pelat positif kapasitor, tetapi ditolak oleh muatan pertama. Karena tegangan bateri lebih besar daripada tegangan kapasitor, maka muatan kedua ini akan disimpan di pelat positif.

Dalam keadaan tersebut, sedikit kerja perlu dilakukan untuk menyimpan muatan kedua dalam kapasitor. Lagi untuk muatan ketiga, fenomena yang sama akan muncul. Secara bertahap, muatan akan disimpan dalam kapasitor menentang muatan yang telah disimpan dan sedikit kerja yang dilakukan semakin meningkat.

Tidak dapat dikatakan bahwa tegangan kapasitor adalah tetap. Ini kerana tegangan kapasitor tidak tetap sejak awal. Ia akan mencapai batas maksimumnya apabila potensi kapasitor sama dengan bateri.
Semakin banyak muatan yang disimpan, tegangan kapasitor semakin meningkat dan juga energi kapasitor meningkat.
Jadi pada titik pembahasan tersebut, persamaan energi untuk kapasitor tidak boleh ditulis sebagai energi (E) = V.q
Seiring peningkatan tegangan, medan elektrik (E) di dalam dielektrik kapasitor meningkat secara bertahap tetapi dalam arah yang berlawanan, iaitu dari pelat positif ke pelat negatif.

Di sini dx adalah jarak antara dua pelat kapasitor.

Muatan akan mengalir dari bateri ke pelat kapasitor hingga kapasitor mendapatkan potensi yang sama dengan bateri.
Jadi, kita harus menghitung energi kapasitor dari awal hingga akhir saat muatan penuh.

Misalkan, muatan kecil q disimpan di pelat positif kapasitor berkaitan dengan tegangan bateri V dan sedikit kerja yang dilakukan adalah dW.
Maka, dengan mempertimbangkan waktu pengisian total, kita dapat menulis bahwa,

Sekarang kita pergi untuk kerugian energi selama waktu pengisian kapasitor oleh bateri.
Karena tegangan bateri tetap, kerugian energi oleh bateri selalu mengikuti persamaan, W = V.q, persamaan ini tidak berlaku untuk kapasitor karena tidak memiliki tegangan tetap sejak awal pengisian oleh bateri.
Sekarang, muatan yang dikumpulkan oleh kapasitor dari bateri adalah

Sekarang muatan yang hilang oleh bateri adalah

Setengah dari jumlah energi total ini pergi ke kapasitor dan setengah energi lainnya hilang secara otomatis dari bateri dan hal ini harus selalu diperhatikan.

Sumber: Electrical4u.

Pernyataan: Hormati asli, artikel bagus layak dibagikan, jika ada pelanggaran silakan hubungi untuk menghapus.